过程装备制造与检测-6筒体成型课件.ppt

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1、第七章成形加工第七章成形加工钢材的成形就是金属材料在冷态或热态下借助外力产生塑性变形从而达到改变金属外部尺寸和形状的要求的过程。过程设备的制造都是将材料经过压力加工——弯曲、弯卷、冲压等成形工艺后，才制造成所需要的零件的。7.1筒节的弯曲成型冷加工和热加工冷加工和热加工的分界温度是材料的再结晶温度。材料被加热到再结晶温度以上进行加工，就叫热加工反之就是冷加工。7.1筒节的弯曲成型7.1.1冷加工金属材料在冷态塑性变形时会产生加工硬化现象:强度和硬度上升，塑性和韧性下降.产生内应力.金属临界变形率ε0：金属材料在

2、冷弯后产生粗大再结晶晶粒的变形率。最小弯曲半径在滚圆机上能得到的最小弯曲半径受两个因素限制：第一，内半径不可能比上辊轴半径小；第二，冷弯时，钢板的最大变形率不能接近材料的临界变形率ε0，以免其后受热再结晶时晶粒粗大。GB150.4《压力容器-制造、检验和验收》8热处理8.1成形受压元件的恢复性能热处理8.1.1钢板冷成形受压元件，当符合下列a)~e)中任意条件之一，且变形率超过表4的范围，应于成形后进行相应热处理恢复材料的性能。a)盛装毒性为极度或高度危害介质的容器;b)图样注明有应力腐蚀的容器;c)对碳钢、低合金

3、钢，成形前厚度大于16mm者;d)对碳钢、低合金钢，成形后减薄量大于10%者;e)对碳钢、低合金钢，材料要求做冲击试验者。表4冷成形件变形率控制指标（要注意封头的计算）GB150.4《压力容器-制造、检验和验收》GB150.4《压力容器-制造、检验和验收》7.1.2热加工塑性变形引起的加工硬化现象，可以用金属的再结晶过程消除。金属的强度和硬度显著下降，塑性和韧性大为提高，内应力完全消除，金属恢复到原来状态。金属开始再结晶的温度称为再结晶温度:热加工时，材料的塑性好、易于成形，变形所需要的能量消耗少，但要注意加热温度

4、和加热速度。7.1.2热加工过热：坯料加热温度过高，在炉中停留时间过长，钢中的奥氏体晶粒显著长大，钢的机械性能变坏，尤其是塑性明显下降。过烧：过热以后温度进一步升高时，由于晶界的低熔点杂质和共晶物开始融化，气体会沿晶界渗入，使晶界氧化变脆，锻压时脆裂。a、冷卷一般采用多次进给法卷圆，即调节上辊（在三辊卷板机上）或侧辊（在四辊卷板机上）的位置，使板坯来回摆动，产生一定的弯曲，随后逐步压下上辊或径向移动侧辊，使板坯的曲率半径逐渐减小，直至达到规定的要求。考虑到卷制板材的回弹，卷圆时必须有一定的过卷量；对于高强度钢，由于

5、回弹较大，最好在最终卷圆前时行退火处理，以便更容易减少或消除回弹量。卷圆过程中，应经常用样板检查卷圆件两端的曲率半径。b、热卷对于碳钢，由于冷卷使材料的冷作硬化严重，可能会引起裂纹而报废，所以应采用加热卷圆。加热用设备为室式加热炉，加热温度沿用材料的始锻温度900~1100℃和终锻温度800℃。热卷能防止材料加工硬化，并减少卷板机所需功率；但热卷时操作困难、严重氧化、氧化物使板材表面产生麻点和压坑以及使材料较严重地变薄。c、温卷为消除冷、热卷的缺点，发挥冷、热卷的优点，提出了温卷新工艺。该工艺实质上是将板坯加热至（

6、500~600）℃，其优点是由于加热至再结晶温度，提高了塑性，并消除了冷作硬化，使之易于卷圆；但加热温度不高，使金属材料的氧化不严重而易于保证卷制质量。一台设备的筒体往往由若干筒节拼接而成，筒节才是单位弯曲件。筒节滚弯习惯称滚圆，也称卷板，是筒节的基本制造方法。(一)滚圆原理1、弯曲原理对钢板施以连续均匀的塑性弯曲就可以获得圆柱面。在对称三辊式滚圆机上实现这种连续均匀的塑性弯曲时，可将钢板看作简支板梁，如图6-20a。改变上辊的压下量(改变h)就可改变滚出的筒节的半径。7.1.3筒体成型1.对称式三辊卷板机1.对称

7、式三辊卷板机（1）工作原理(2)直边的产生及处理对称三辊滚圆机上钢板的最大塑性弯曲发生在上辊接触处，即两下辊支点的中央，因而在钢板两端约为两下辊距一半的长度上曲率不足，称之为直边。对称三辊机本身是无法解决的。(2)直边的产生及处理（2）直边的产生及处理2.其它卷板机的工作原理（1）下辊垂直移动三辊卷板机2.其它卷板机的工作原理（2）不对称式三辊卷板机2.其它卷板机的工作原理（3）对称式四辊卷板机2.其它卷板机的工作原理（4）立式卷板机3.板料弯曲时的注意事项（1）弯卷时，板料在上下辊之间必须放正，并使其边缘与辊子中

8、心严格保持平行。在升降卷板机的上辊（或下辊）时应与其它辊子严格保持平行。3.板料弯曲时的注意事项（2）板料的弯卷曲率与辊子中心距有直接关系。卷筒时若中心距控制不当，卷出的筒节就会出现曲率过大或过小的缺陷。(3)弯卷厚板时应避免发生鼓形变形。END